近日，我校联合培养研究生曹鑫以第一作者身份在国际知名学术期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》（中科院一区Top期刊，影响因子8.3）发表题为“Synergistic Ce doping and p-n heterojunction engineering in cubicIn2O3/CuO nanocomposites for ultrasensitive ppb-level acetone detection at low temperature”的研究论文。该研究得到了国家自然科学基金面上项目（62075035）资助，研究工作依托电子薄膜与集成器件国家重点实验室中山分实验室完成。电子科技大学中山学院为论文第一署名单位，研究生曹鑫为论文第一作者，我校电子信息学院刘黎明教授与华南师范大学金名亮教授为共同通讯作者。
丙酮作为一种典型挥发性有机物，其精准检测在环境监测、工业安全、呼气诊断等领域具有重要应用价值。传统金属氧化物气敏材料存在工作温度高、低浓度响应弱等不足，在相关高性能传感器中的应用受到限制。针对上述问题，研究团队提出了一种稀土铈（Ce）掺杂与p-n异质结界面协同调控的材料设计策略。通过两步水热—煅烧法，成功制备了具有立方微米结构的Ce-In2O3/CuO复合气敏材料，将Ce掺杂诱导的缺陷调控与In2O3/CuO异质结界面工程相结合，实现了材料表面气体反应活性与电学信号转换能力的协同增强。
优化后复合气敏材料在100℃下对100 ppm丙酮响应值高达3813，可检出90 ppb丙酮（响应值5.93），检测限低至33.7 ppb，并兼具良好气敏选择性与长期稳定性。综合运用XRD、SEM、TEM、XPS等多种测试技术，系统表征了气敏材料的晶体结构、微观形貌、表面化学状态及界面电子结构。结果证实，Ce掺杂能够有效调节材料中的氧空位相关缺陷环境，增强表面活性氧物种的吸附与活化能力；而In2O3/CuO异质结则进一步增强了界面电荷转移与势垒调控效应。两种机制相互协同，使该气敏材料在低工作温度下也可产生显著的气敏电阻变化，从而实现低工作温度下对痕量丙酮的高灵敏度检测。
该成果是我校坚持科研创新与人才培养相结合、积极推动研究生参与高水平科研工作的具体体现，对提升我校相关学科领域的科研创新能力和学术影响力具有积极意义。
图1 Ce掺杂In2O3/CuO复合材料制备流程图
图2 协同作用传感机制原理图
论文信息
论文题目：Synergistic Ce doping and p-n heterojunction engineering in cubicIn2O3/CuO nanocomposites for ultrasensitive ppb-level acetone detection at low temperature
发表期刊：Sensors and Actuators B: Chemical
第一作者：曹鑫（Xin Cao）
通讯作者：刘黎明（Liming Liu）、金名亮（Mingliang Jin）
第一署名单位：电子科技大学中山学院
发表信息：Volume 472 (2027), Article 141145论文DOI：https://doi.org/10.1016/j.snb.2026.141145